一种智能功率模块的制作方法

1.本实用新型涉及一种功率模块，特别涉及一种智能功率模块。


背景技术：

2.如图1所示，现有的智能功率模块一般包含整流桥、brake、逆变电路、驱动电路，驱动ic有两部分，分别为hvic和lvic。
3.现有的智能功率模块由于没有可控硅，用于变频控制器的模块使用时需要增加可控硅模块或者控制继电器来实现电解电容的充电缓冲。
4.由于器内部没有电平转换电路，mcu的控制信号不能直接控制模块工作，而是需要增加隔离电路才可以实现。
5.模块内部的驱动ic分成两部分，所以上桥臂的三路igbt工作状态不能监控，异常工作时不能第一时间保护igbt，可靠性较低。


技术实现要素：

6.本实用新型的主要目的是为解决上述的技术问题，提供一种增强工作可靠性的智能功率模块。
7.为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
8.一种智能功率模块，包括整流电路，还包括由六路igbt组成的三相逆变电路、一个六通道igbt驱动芯片，每路所述igbt的基极分别通过一功率放大电路与所述igbt驱动芯片的信号输出端连接；
9.所述功率放大电路包括第一mos管、第二mos管、第一电阻、第二电阻，所述第一mos管、第二mos管的栅极分别与igbt驱动芯片的信号输出端连接，所述第一mos管的漏极与igbt驱动芯片的供电正极端连接，所述第一mos管的源极通过第一电阻与igbt的基极连接，所述第二mos管的漏极通过第二电阻与igbt的基极连接，所述第二mos管的源极与igbt驱动芯片的供电负极端连接。
10.进一步，在所述第一mos管的漏极、第二mos管的源极之间并联滤波电容。
11.进一步，在所述igbt的基极与igbt驱动芯片的供电负极端之间设置有第三电阻。
12.进一步，所述整流电路的输出端与一可控硅的输入端连接。
13.进一步，还包括有过温保护电路，所述过温保护电路的信号输出端连接所述igbt驱动芯片的过温切断端口。
14.进一步，所述过温保护电路包括三极管、热敏电阻，所述热敏电阻的一端连接所述igbt驱动芯片的电源正极，另一端分别连接所述三极管的基极、igbt驱动芯片的电源负极，所述三极管的集电极与所述igbt驱动芯片的电源正极连接，所述三极管的发射极与所述igbt驱动芯片的过温切断端口连接。
15.进一步，在所述三极管的发射极串联有限流电阻。
16.进一步，所述热敏电阻并联有滤波电容。
17.进一步，所述热敏电阻与igbt驱动芯片的电源负极之间串联有分压电阻。
18.进一步，所述igbt驱动芯片的型号为ir2235。
19.综上内容，本实用新型所述的一种智能功率模块，采用单个驱动芯片功率放大的设计实现六路igbt完全保护，增强工作可靠性。增加了可控硅，省去可控硅模块的费用，节省成本。具有过温保护功能，增强长期工作可靠性。
附图说明
20.图1是现有技术的示意图。
21.图2是本实用新型的结构示意图。
22.图3是本实用新型功率放大电路示意图。
23.图4是本实用新型过温保护电路示意图。
24.如图1至图4所示，igbt驱动芯片1、可控硅2、igbt301、igbt302、igbt303、igbt304、igbt305、igbt306、第一mos管401、第二mos管402、第一电阻403、第二电阻404、滤波电容405、第三电阻406、三极管501、热敏电阻502、限流电阻503、滤波电容504、分压电阻505、二极管601、电阻602。
具体实施方式
25.下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
26.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
27.一种智能功率模块，主要包括整流电路、由六路igbt组成的三相逆变电路、一个六通道igbt驱动芯片1、过温保护电路、自举电路。
28.igbt驱动芯片1的型号为ir2235。igbt驱动芯片1根据输入端口hin1、hin2、hin3、lin1、lin2、lin3的信号来控制功率放大电路的工作状态，功率放大电路的工作状态决定元件六路igbt的工作状态，在出现异常状态时关闭igbt，并使输出端口fault输出故障信号。
29.如图2所示，整流电路包括由六个整流二极管组成的三相整流桥，整流桥的智能功率模块输入端口有三个，分别为r、s、t，输出端口有两个，分别为scra和dc-。整流电路的输出端与一可控硅2的输入端连接，即智能功率模块的scra和可控硅2的正极相连。可控硅2的作用是输出端电压较低时截止以防止电流过大，输出端电压较高时导通为输出端提供稳定的工作电流。
30.六路igbt组成的三相逆变电路包括igbt301、igbt302、igbt303、igbt304、igbt305、igbt306。每路igbt的基极分别通过一功率放大电路与igbt驱动芯片1的信号输出端连接。功率放大电路的作用是为igbt开通和关断提供足够大的驱动电流。本智能功率模块可为1200v电压提供整流逆变。
31.如图3所示，对于igbt301、igbt302、igbt303三个的功率放大电路以igbt301对应的功率放大电路为例进行说明。该功率放大电路包括第一mos管401、第二mos管402、第一电阻403、第二电阻404。第一mos管401、第二mos管402的栅极分别与igbt驱动芯片1的ho1端连接，第一mos管401的漏极与igbt驱动芯片1的vb1端连接，第一mos管401的源极通过第一电
阻403与igbt301的基极连接，第二mos管402的漏极通过第二电阻404与igbt301的基极连接，第二mos管402的源极与igbt驱动芯片1的vs1端连接。
32.第一mos管401是n沟道mosfet，其作用是和第二mos管402构成互补输出极；第二mos管402是p沟道mosfet，其作用是和第一mos管401构成互补输出极。第一电阻403的作用是ho1引脚输出为高电压时限制电流；第二电阻404的作用是ho1引脚输出为低电压时限制电流。
33.第一mos管401的漏极、第二mos管402的源极之间并联滤波电容405，起到电源滤波作用。在igbt301的基极与igbt驱动芯片1的vs1端之间设置有第三电阻406，通过第三电阻406避免释放来自外部的干扰，防止igbt301被损坏。
34.如图3所示，对于igbt304、igbt305、igbt306三个的功率放大电路以igbt304对应的功率放大电路为例进行说明。该功率放大电路包括括第一mos管401、第二mos管402、第一电阻403、第二电阻404。第一mos管401、第二mos管402的栅极分别与igbt驱动芯片1的lo1端连接，第一mos管401的漏极与igbt驱动芯片1的vcc端连接，第一mos管401的源极通过第一电阻403与igbt304的基极连接，第二mos管402的漏极通过第二电阻404与igbt304的基极连接，第二mos管402的源极与igbt驱动芯片1的vss端连接。
35.第一mos管401是n沟道mosfet，其作用是和第二mos管402构成互补输出极；第二mos管402是p沟道mosfet，其作用是和第一mos管401构成互补输出极。第一电阻403的作用是lo1引脚输出为高电压时限制电流；第二电阻404的作用是lo1引脚输出为低电压时限制电流。
36.第一mos管401的漏极、第二mos管402的源极之间并联滤波电容405，起到电源滤波作用。在igbt304的基极与igbt驱动芯片1的vss端之间设置有第三电阻406，通过第三电阻406避免释放来自外部的干扰，防止igbt304被损坏。
37.如图4所示，过温保护电路的作用是检测模块内部温度，超过额定范围时关闭igbt驱动芯片1的输出。igbt驱动芯片1的itrip端口配置为智能功率模块的itrip端口，过温保护电路的信号输出端连接igbt驱动芯片1的itrip端口。
38.具体而言，过温保护电路包括三极管501、热敏电阻502，热敏电阻502的一端连接igbt驱动芯片1的vcc端连接，另一端分别连接三极管501的基极、igbt驱动芯片1的vss端，三极管501的集电极与igbt驱动芯片1的vcc端连接，三极管501的发射极与igbt驱动芯片1的itrip端口连接。在三极管501的发射极串联有限流电阻503，限流电阻503用于限制流过三极管501的电流。热敏电阻502并联有滤波电容504，用于滤波，使热敏电阻502的电压信号更加稳定。热敏电阻502与igbt驱动芯片1的vss端之间串联有分压电阻505，其作用是与热敏电阻502串联分压。
39.自举电路包括三路，每路由二极管601和电阻602串联组成，分别用于为igbt301、igbt302、igbt303的功率放大电路供电。以由二极管601和电阻602串联组成的一路为例说明，二极管601的阴极与igbt驱动芯片1的vb1端连接，为igbt301的功率放大电路供电。
40.本实用新型所述的一种智能功率模块仅采用一个igbt驱动芯片1配合六个功率放大电路实现较大驱动功率，增强工作可靠性。增加了可控硅2，省去可控硅模块的费用，节省成本。具有过温保护功能，增强长期工作可靠性。
41.如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱
离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。